ナノスケール質量センサーへの応用を目指したグラフェンシートの振動特性に関する分子動力学解析

摘要

カーボンナノチューブ(1) やフラーレンの発見以降，ナノカーボン材料の形態や機能が注目されている．なかでも単層グラフェンシート（Graphene Sheet：GS）の生成方法が発見されて以降(2)，ナノカーボン材料の最も基本となる材料である炭素原子一個分の厚さの薄膜構造のGS に関する研究は脚光を浴びている．GS は電気伝導性に優れるといった特性や同じ厚さの鉄のシートと比べて100 倍の強度を有しており, また高剛性という面でも優れている．ナノエレクトロメカニカルシステム（nano-electromechanical system：NEMS）の質量センサーはナノメートルオーダーの機械構造を持つセンサーでセンサーの表面に物質が付着した際の周波数を読み取る(3) . GS は振動的な特性だけでなく軽量性や剛性等の特性から, ナノスケールセンサーの材料として選択される. そこで本研究ではGS のナノスケールの質量センサーとしての可能性を探ることを目的として, 中心に物質が付着した際の振動特性を評価する. さらに格子欠陥などの検出への応用を目指して, GS がStone-Wales（SW）欠陥を有する場合について, SW 欠陥による振動特性の依存性を考察する.